Устройство для импедансных исследований функции внешнего дыхания

Полезная модель относится к устройствам для пульмонологических исследований, а именно - к устройствам для исследования функции внешнего дыхания.

Устройство для импедансных исследований функции внешнего дыхания включает волновод-интерферометр, один конец которого оборудован открытой трубкой для герметичного сочленения с загубником, а другой конец оборудован громкоговорителем, соединенным с генератором полигармонических сигналов, причем в двух точках боковой поверхности волновода-интерферометра установлены измерительные микрофоны, соединенные с вычислителем через аналого-цифровой преобразователь.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности неинвазивных импедансных исследований функции внешнего дыхания в расширенном частотном диапазоне с возможностью регулирования его шага (дискретности).

1 н.п. ф-лы, 24 з.п. ф-лы, 0 илл.

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для пульмонологических исследований, а именно - к устройствам для исследования функции внешнего дыхания.

Из уровня техники известна аппаратура импульсно-осциллометрической диагностики дыхательного тракта (http://www.medsystems.ru/jaeger.ms_ios/index.shtml), состоящая из волновода, соединенного через загубник с ротовой полостью пациента; в волноводе создают звуковое поле в диапазоне частот от 5 Гц до 35 Гц и при свободном дыхании пациента при помощи датчика звукового давления в заданном диапазоне частот и колебательной скорости определяют импеданс дыхательного тракта. Недостатками этого технического решения, обусловленными использованием одного измерительного микрофона, является невозможность расширения частотного диапазона исследования и регулирования его шага (дискретности).

Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала устройств для исследований функции внешнего дыхания.

Решение технической задачи достигается тем, что устройство для импедансных исследований функции внешнего дыхания включает волновод-интерферометр, один конец которого оборудован открытой трубкой для герметичного сочленения с загубником, а другой конец оборудован громкоговорителем, соединенным с генератором полигармонических сигналов, причем в двух точках боковой поверхности волновода-интерферометра установлены измерительные микрофоны, соединенные с вычислителем через аналого-цифровой преобразователь.

Расстояние от любого микрофона до конца волновода-интерферометра, предпочтительно, не превышает пять его диаметров.

Расстояние между входящими в состав устройства измерительными микрофонами, как правило, находится в диапазоне c/(40·f _min)Lc/(2·f_max), где c - скорость звука в воздухе, м/с; f_min и f_max - минимальная и максимальная частота диапазона обследования, Гц.

Каждый измерительный микрофон, предпочтительно, является конденсаторным, обеспечивающим линейную частотную характеристику во всем диапазоне частот используемого полигармонического сигнала.

Чувствительность каждого измерительного микрофона, предпочтительно, составляет не менее 50 мВ/Па.

Расстояние между измерительными микрофонами, как правило, составляет 1,7 м.

Диапазон частот используемого полигармонического сигнала, как правило, составляет от 5 Гц до 100 Гц.

Используемый (генерируемый) полигармонический сигнал, как правило, образован набором тональных сигналов с шагом по частоте 4 Гц.

Диаметр поперечного сечения волновода-интерферометра, как правило, равен 7 см.

Длина волновода-интерферометра, как правило, не превышает 1/20 максимальной длины волны используемого полигармонического сигнала.

Волновод-интерферометр может быть изготовлен из стали.

Волновод-интерферометр может быть изготовлен из жесткого пластика.

Толщина стенки волновода-интерферометра, предпочтительно, составляет 2-3 мм.

Вычислитель, предпочтительно, может быть оборудован экраном для вывода результатов исследования.

Вычислитель, предпочтительно, может быть оборудован клавиатурой для управления исследованием.

Вычислитель, предпочтительно, может быть оборудован накопителем с энергонезависимой памятью для документирования результатов исследования.

Вычислитель, предпочтительно, может быть оборудован печатающим устройством для документирования результатов исследования.

Вычислитель, предпочтительно, может быть оборудован передатчиком, осуществляющим передачу результатов исследования на внешнее цифровое устройство по радиоканалу.

Загубник, предпочтительно, может быть выполнен из картона с возможностью одноразового применения.

Загубник может быть выполнен из нетоксичного полиэтилена с возможностью стерилизации.

Загубник может быть выполнен с фиксатором в виде резиновой ленты.

Загубник может быть выполнен с фиксатором в виде застежки-липучки.

Загубник может быть дополнительно оборудован стоматологическим ободом.

Открытая трубка волновода-интерферометра, предпочтительно, обеспечивает герметичное сочленение с загубником, длина которого составляет от 10 до 25 мм.

Открытая трубка волновода-интерферометра, предпочтительно, обеспечивает герметичное сочленение с загубником, диаметр которого составляет от 1 до 4 см.

Технический результат заключается в обеспечении возможности неинвазивных импедансных исследований функции внешнего дыхания в расширенном частотном диапазоне с возможностью регулирования его шага (дискретности).

Функционирование разработанного устройства для импедансных исследований функции внешнего дыхания состоит в следующем.

1) Пациента усаживают на стул (на табурет, в кресло и т.п.), в его рот вставляют стерильный (предпочтительно, одноразового применения) или гигиенически обработанный с помощью дезинфицирующего средства загубник, герметично сочлененный с концом волновода-интерферометра, оборудованным открытой трубкой, другой конец которого оборудован герметично пристыкованным громкоговорителем, соединенным с генератором полигармонических сигналов, причем в двух точках боковой поверхности волновода-интерферометра заподлицо с его внутренней поверхностью и с сохранением герметичности установлены два измерительных микрофона. При установке загубника контролируют положение языка так, чтобы он не перекрывал сечение загубника и надгортанник. Пациент дышит свободным дыханием через нос.

2) Через громкоговоритель в волновод-интерферометр подают полигармонический сигнал, образованный набором тональных сигналов. Одновременно через аналого-цифровой преобразователь в вычислитель передают информацию с двух измерительных микрофонов (сигнал пропорциональный звуковому давлению, характеризуемый амплитудой и фазой для каждой частоты полигармонического сигнала).

3) Обрабатывая зарегистрированную информацию, для каждой частоты полигармонического сигнала определяют уровни звукового давления в двух точках волновода-интерферометра и разность фаз сигналов, регистрируемых измерительными микрофонами на каждой частоте; модуль комплексного коэффициента отражения колебаний для каждой частоты; коэффициент поглощения для каждой частоты; комплексный импеданс дыхательного тракта для каждой частоты; угол отражения колебаний и другие показатели.

4) На основании полученной информации рассчитывают оценку состояния дыхательного тракта по одному из диагностических алгоритмов, применяемых в пульмонологической практике.

Таким образом, цель применения заявляемой полезной модели достигнута.

Описанные элементы заявляемого устройства функционально взаимосвязаны и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники. Поэтому, по мнению заявителей, заявляемое устройство представляет собой новое техническое решение, относящееся к классу устройств для пульмонологических исследований.

Заявляемое устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано предприятиями (организациями) промышленности при производстве и модернизации аппаратуры для пульмонологических исследований.

1. Устройство для импедансных исследований функции внешнего дыхания, характеризующееся тем, что оно включает волновод-интерферометр, один конец которого оборудован открытой трубкой для герметичного сочленения с загубником, а другой конец оборудован громкоговорителем, соединенным с генератором полигармонических сигналов, причем в двух точках боковой поверхности волновода-интерферометра установлены измерительные микрофоны, соединенные с вычислителем через аналого-цифровой преобразователь.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние от любого микрофона до конца волновода-интерферометра превышает пять его диаметров.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между измерительными микрофонами находится в диапазоне c/(40·f_min)Lc/(2·f_max), где c - скорость звука в воздухе, м/с; f_min и f_max - минимальная и максимальная частота диапазона обследования, Гц.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый измерительный микрофон - конденсаторный, обеспечивающий линейную частотную характеристику во всем диапазоне частот полигармонического сигнала.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что чувствительность каждого измерительного микрофона составляет не менее 50 мВ/Па.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между измерительными микрофонами составляет 1,7 м.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диапазон частот полигармонического сигнала составляет от 5 Гц до 100 Гц.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полигармонический сигнал образован набором тональных сигналов с шагом по частоте 4 Гц.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр поперечного сечения волновода-интерферометра равен 7 см.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина волновода-интерферометра не превышает 1/20 максимальной длины волны используемого полигармонического сигнала.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что волновод-интерферометр изготовлен из стали.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что волновод-интерферометр изготовлен из жесткого пластика.

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина стенки волновода-интерферометра составляет 2-3 мм.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислитель оборудован экраном для вывода результатов исследования.

15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислитель оборудован клавиатурой для управления исследованием.

16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислитель оборудован накопителем с энергонезависимой памятью для документирования результатов исследования.

17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислитель оборудован печатающим устройством для документирования результатов исследования.

18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислитель оборудован передатчиком, осуществляющим передачу результатов исследования на внешнее цифровое устройство по радиоканалу.

19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что загубник выполнен из картона с возможностью одноразового применения.

20. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что загубник выполнен из нетоксичного полиэтилена с возможностью стерилизации.

21. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что загубник выполнен с фиксатором в виде резиновой ленты.

22. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что загубник выполнен с фиксатором в виде застежки-липучки.

23. Устройство по п. 1,, отличающееся тем, что загубник оборудован стоматологическим ободом.

24. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что открытая трубка обеспечивает герметичное сочленение с загубником, длина которого составляет от 10 до 25 мм.

25. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что открытая трубка обеспечивает герметичное сочленение с загубником, диаметр которого составляет от 1 до 4 см.